在擴展的G-KRA模型框架下形式化工作流建模過程

孫 利

（吉林廣播電視大學，吉林 長春 130022）

1 前言

工作流是商業(yè)過程的自動化，在這個過程中，文檔、信息或任務(wù)按照一個規(guī)則集合從一個參與者傳遞到另一個參與者。構(gòu)建一個好的工作流模型對于工作流的執(zhí)行是很重要的。在開發(fā)工作流管理系統(tǒng)的過程中，很多方法致力于尋找一個一般的形式化方法來描述商業(yè)過程，同時也有很多學者從不同的角度分析了工作流建模,并且基于各種不同的框架構(gòu)造了工作流模型。Saitta和Zucher兩位學者提出了表示改變的模型，既包含了語法重構(gòu)又包含了抽象。這個模型稱為KRA(Knowledge Reformulation and Abstraction)模型，它設(shè)計用來幫助問題的概念化和抽象算子的自動應(yīng)用。與KRA模型相比，G-KRA模型(General KRA model)更一般、更靈活地表示了客觀世界，它可以從不同的抽象粒度表示客觀世界。擴展了G-KRA模型的基本感知為多重感知，根據(jù)部件所屬的不同域生成了多重域抽象模型。

文章給出了在擴展的G-KRA模型框架下的多重域工作流抽象建模過程，將工作流的工作步作為多重域的任務(wù)，即它們可以在不同的工作流中扮演不同的角色。在生成工作流抽象模型的同時，通過確定它們工作的域，生成與其他工作流模型之間的接口。本文第二部分簡單介紹擴展的G-KRA模型框架，第三部分定義一些概念描述多重域工作流抽象模型和任務(wù)感知。第四部分給出多重域工作流抽象建模過程的形式化描述，第五部分總結(jié)全文并提出下一步的工作。

2 擴展的G-KRA模型

這部分我們引入文獻[9]中提出的G-KRA模型的相關(guān)表示和概念。

定義1（多重域感知）一個多重域感知是一個五元組，MP={OBJ,D,ATT,FUNC,REL}，其中：

OBJ表示對W中的對象進行感知，根據(jù)各個對象可能參與的領(lǐng)域活動建立不同領(lǐng)域涉及的對象集合。為了實現(xiàn)某個（些）對象的多領(lǐng)域行為建模，在此感知的對象除了結(jié)構(gòu)上構(gòu)成W的實體外，可能會增加W的非組成實體以共同完成此類對象的跨域行為，我們稱之為輔助對象。D為待表示世界W可能涉及到的領(lǐng)域集合。ATT表示所有感知對象具備的屬性的集合。FUNC確定了不同領(lǐng)域內(nèi)對象的函數(shù)集，用以表示對象的行為。REL表示對象實體之間的關(guān)系集合，包括域內(nèi)實體之間和不同域內(nèi)實體之間的關(guān)系。

我們在這里根據(jù)不同域間具體的連接對象，將域間關(guān)系DR廣義定義為兩類：

（1）DR1:OBJ（Wi）∩OBJ（Wi）=Φ。DR1表示當W的多重域模型Wi和Wj中的構(gòu)成對象交集為空（即Wi和Wj中不存在有跨域行為的實體）時，域模型Wi和Wj之間存在的域關(guān)系。多個工作在獨立域上的對象集合構(gòu)成的子系統(tǒng)之間通過共享數(shù)據(jù)集建立域間關(guān)系。

（2）DR2:OBJ（Wj）∩OBJ（Wj）=obj=Φ。DR2則表示W(wǎng)的多重域模型Wi和Wj中的對象實體存在跨域行為，即同一對象同時工作在多個不同的域內(nèi)，詳見文獻。

3 相關(guān)概念

本節(jié)引入一些概念在擴展的G-KRA模型中表示工作流。

定義1（任務(wù)感知）：一個任務(wù)感知是一個五元組，即TP=(TaskName,Domains,ActorType,IN,OUT),其中

-TaskName是任務(wù)的標示符；

-Domains表示任務(wù)所在的域的集合；

-ActorType是負責執(zhí)行任務(wù)的執(zhí)行者；

-IN和OUT分別表示任務(wù)處理和提供的資源類型。

定義2（任務(wù)連接感知）：一個任務(wù)連接感知是一個三元組，即TConnP=(ConnType,TP1,TP2,Constraints)，表示當條件集合Constraints中的條件成立時，在任務(wù)感知TP1和TP2之間存在一個類型為ConnType的連接。

注意一個任務(wù)可能工作在不只一個域，因此TP1和TP2之間的連接實際上是一個任務(wù)之間連接的集合，這些任務(wù)是基于TP1和TP2所在域被實例化的，如圖1所示。

圖1 TP1和TP2間的連接

定義3（多重域工作流感知）：一個多重域工作流感知是一個三元組，即MDWfP=(WfDomain,TaskInsSet,Conns)，其中：

-WfDomain是被感知的工作流的域；

-TaskInsSet是任務(wù)實例的集合，這些任務(wù)實例構(gòu)成了工作流的執(zhí)行步；

-Conns是任務(wù)實例之間的連接感知，體現(xiàn)了任務(wù)的執(zhí)行順序。

4 工作流多重域抽象建模

通過感知特定的工作流，可以得到工作在不同域上的任務(wù)。本節(jié)給出生成多重域工作流模型和多重任務(wù)感知實例的形式化過程，同時給出其與其它多重域工作流模型之間的接口。

//對于那些工作在多重域中的任務(wù)感知，為每個域構(gòu)造一個實例形成集合TInsSet，選擇與被感知工作流相同域的一個實例保存其與其它任務(wù)感知的連接關(guān)系。TInsSet中的任務(wù)實例具有不同的域，作為與其它具有不同域（屬于MDWfP）的工作流感知的接口保存。

工作流多重抽象建模過程如圖2所示。

圖2 工作流多重抽象建模過程

5 結(jié)語

本文形式化了在擴展的G-KRA模型框架下進行工作流多重域抽象模型過程。構(gòu)成工作流感知的任務(wù)工作在至少一個域，同時生成了那些工作在超過一個域上的任務(wù)感知。構(gòu)造了不同域的任務(wù)實例，并且作為與其它多重域工作流抽象模型的接口。建模過程給出了一個豐富的工作流模型，該模型可以通過多重域任務(wù)感知與其它工作流模型進行通信。我們將在后續(xù)研究中繼續(xù)探索多重域工作流抽象模型和通信過程之間的關(guān)系，生成推理范圍更廣的多重域工作流抽象模型。

[1]WfMC.Workflow Management Coalition Terminology&Glossary,Document Number WFMC-TC-1011,Document Status-Issue 3.0.Technical report,Workflow Management Coalition,Brussels,Bel gium,Februrary 1999.

[2]Salimifard K,Wright M.Petri net-based modeling of workflow systems:An overview.European Journal of Operational Research[J].vol.134,no.3,2001,pp 664-676.

[3]Bajaj A,Ram S.SEAM.A state-entity-activity-model for a welldefined workflow development methodology.IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering[J].vol.14,no.2,2002,PP 415-431.

[4]W.M.P.van der Aalst,K.M van Hee.Workflow Management Models,Methods,and Systems.The MIT Press,Cambridge,Mas sachusetts,London,England,2002.

[5]J.Tick.Workflow Model Representation Concepts[C].In Proceed ings of 7th International Symposium of Hun－garian Researchers on Computational Intelligence,HUCI 2006,Budapest,Hungary,November 24-25,2006,PP 329-337.

[6]Jozsef Tick.Workflow Modeling Based on Process Graph[C].In Proceedings of 5th Slovakian-Hungarian Joint Symposium on Ap plied Machine Intelligence and Informatics,Poprad,Slovakia,2007，PP 419-426.

[7]Saitta,L.,Zucker,J.:Semantic abstraction for concept representa tion and learning.In:Proc.SARA.pp.103–120.(1998)

[8]孫善武，王楠.廣義KRA抽象模型[J].吉林大學學報（理學版），2009,47(3):537-542.

[9]王楠，歐陽丹彤.擴展的G-KRA模型[J].吉林大學學報（理學版）,2010,48(6):970-974.